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反硝化除磷工艺的研究开发进展

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反硝化除磷理论与工艺研究进展

反硝化除磷理论与工艺研究进展
经历厌氧 ， 缺氧和好氧 的环 境 ， 而双 污泥工 艺 中反硝化 除磷 菌 和
Hale Waihona Puke 反硝化除磷 由于可 以利用 硝酸盐 （ 或亚 硝酸 盐 ） 为电子 受 硝化细菌独立存 在于不 同的反应 器 中。虽 然在 两种工 艺 中都 可 作 然 双 体， 且在缺 氧环境下反硝化脱氮 的同时进行 吸磷 ； 外 ， 另 污水 中的 以发现反 硝化 除磷 的现 象 ， 而 研 究表 明， 污 泥 系 统更 有 优
省了许多充氧曝气 的费用 ； 其次 ， 硝酸盐 作为 Ｄ Ｂ体 内贮 存有 机 Ｐ 在该工艺 中 ， 原水先 进 入厌 氧池 ， 硝化 除磷 菌 在厌 氧池 吸 物的氧化 电子受体 ， 反 可以使反硝化在不 需要大量外 加碳 源的条件 收 有机底物并 以 Ｐ Ｂ的形式贮存在胞 内 ， Ｈ 同时快速释 放磷 。随后 下顺 利进 行 ， 这样 就节 省 了进 水 中有机 物 的消耗 ， 也从 根本 上减
Ａ Ｎ工艺具 有常规 脱氮 除磷 工 艺无 法 比拟 的优 点 。首 先 由 ［ ］ Ｋ ｂ ． Ｖａ ｏｓｒｃｔ Ｃ Ｍ． Ｐ ｏｐ ｏｕ ｅ ｖｌ ｒｍ １ ｕ ａＴ ， ｎＬ ｏｄｅｈ Ｍ． ． ． ｈ ｓｈｒｓｒｍｏａ ｆ ｏ
于采用 了反硝化 除磷 的原理 ， 决 了碳 源不 足 的问题 ； 次 由于 解 其 硝化 细菌和聚 磷 菌 的独 立培 养 ， 决 了两者 之 间泥 龄 不 同的 问 解
用 的酶 ， 才能使其具有反硝化 除磷能力 。 传统 除磷 工艺 中的聚磷 菌 （ Ａ ｓ 体 内含 有 Ｐ Ｂ， 硝 酸盐 Ｐ Ｏ） Ｈ 其 还原性为 阴性 ， 不能进行反硝化脱 氮 ， 能厌氧 释磷 、 氧过量 吸 但 好 磷 。这类细菌包 括不 动杆菌 属和 部分 棒状杆 菌属 等 。而传统 脱

反硝化除磷技术分析及展望

反硝化除磷技术分析及展望
应增 大 。
３ ４ 溶 解 氧 ．
池进 入缺 氧 池完成 反 硝化 除磷 。
２ ２ ２ ＤＥＰＨＡＮＯＸ 工 艺 ＿ ． ． ． ｌ¨ ２
Ｄ Ｐ Ｅ ＨＡＮＯ 工艺 是在 Ａ。 工 艺 的基 础 上 改 进 Ｘ Ｎ 而成 ， 工艺 流程 如 图 ３所 示 。 其
在反 硝 化除磷 工 艺 中 ， 制 释磷 的厌 氧 条 件极 为 控 重要 。只有保 证绝 对厌 氧 ， 聚磷 菌才 能 将溶 解性 ｃ Ｄ Ｏ 转化 为 Ｐ ＨＢ储存 在体 内从 而充 分 释磷 Ｌ ２ 。厌 氧段 的
Ｄ Ｐ Ｅ ＨＡＮ ） － ）探 讨 了反 硝 化 除磷 工 艺 的 影 响 因素 ， 其 与 传 统 除磷 技 术 进 行 了 比较 ， 对 其 发 展 进 行 了展 望 。 （ｘ Ｘ 艺 ， 将 并
关键词 ： 反硝 化 除磷 技 术 ； 展 ； 望 ； 发 展 污泥 回流
中 图分 类 号 ： ０ ． Ｘ７３１
硝化 吸磷反 应 ， 而不 是 将 其 作 为 限制 除磷 的 因素 。 由 此发 展 出反硝 化除磷 技术 ， 用厌 氧 、 氧交 替 的环境 利 缺 来代 替传 统 的厌氧 、 氧环境 ， 好 驯化 培养 出一 种 以硝酸
根作 为最 终 电子受体 的反硝化 聚磷 菌 （ Ｂ 作 为优 势 ＤＰ ） 菌群 ， 过 Ｄ Ｂ的代谢 作用 ， 通 Ｐ 一碳 两用 的 同时 ， 成过 完 量 吸磷 和反硝 化过 程 ， 而 达 到 脱 氮 除磷 的 目的［ 。 从 ８ ］ 作者 在此 介绍 了反 硝 化 除磷 技 术 的 研 究进 展 ， 对 其 并
表 明 ， 源类 型对 厌 氧释磷 作用 有重 要 的影 响 ， 中投 碳 其
加 醋酸 钠 的效果 最 好 。随 着碳 源浓 度 的不 断增 大 ， 厌 氧 阶段 释磷 量和磷 的释放 速率都 有所 增加 。

短程反硝化除磷技术研究进展

短程反硝化除磷技术研究进展

近年来 ， 随着 生物 除磷技术 的深入研究 ， 发现一 类除磷菌 一 能 以硝 酸曲代 替氧作 为电子受体 ， 住缺氧条件下实现 同时反硝 化井过 度摄 磷。这 但 减少脱 氮除磷系统 的 Ｃ Ｄ 和 ０ Ｏ 的消 牦 ，还解 决了传 统脱氮 除磷 ｊ 艺中泥龄矛盾 。相 关研 究发现 ， 二 反硝化过程 般都要经历中问产物 亚硝 酸盐 ， 甚至在某些 实验 的 反硝 化 过 程 Ｉ会 ｍ现 一 定浓 度亚 硝 酸 盐积 累 ， ｆ Ｔ 因此 可 以认 为 业硝 酸 能 够参与反硝化 除磷过程 。 若将氨氮 的氧化控制在业 硝化 阶段 ， 再进 行以 硝酸 盐为 电子受体 的短程反硝化除磷无 疑 将 址 彳意 义 的 ， 该 过 程 具有 女下 优 势 ：（） 化 阶 段 叮 节 『 ｆ Ｉ １ 硝 省供 瓴 ，降低能耗 ；（） ２反硝化阶段可减 少有机碳源 ；（） ３ 具 仃较高的反硝化速 率。（） ４缩短反应时间 。 笔 阅读相 关文献的基础 Ｊ ， － 针对短程反硝化除磷技术 的，．！ ｌ： ，以及研究进展 ，做 … 综 述和分析 。 ｈｎ ， Ｌｉ Ｉ ｉ ｆ
２ １年 第 ３期 ０】
３４
第 ３ ８卷 总第 ２ 期 １ ５
短 程 反 硝 化 除磷 技 术 研 究进 展
邓祺 琪
（ 环吴 世（ 爱 苏州 ） 保有 限公 司 ，江苏 苏 州 ２ １） 环 ｌ０ ５ １
［ 要］ 反硝化 除磷 技术 将 生物脱 氮 和除磷 有机 合二 为 一 ， 摘 矩程 是符 合 町持续 发展 的绿 色技 术 。 章在 相关 文献 基础 上针 对短程 反 硝化 除磷 技 文 术机 理 、工 艺作 了综述 和 分析 ，以给 相关 研 究工作 者提供 一 砦有价 值 的 参考和 帮助 。 【 词】 关键 短程 反硝化 除磷 ；亚硝 酸盐 ；机理 ｌ 中国 分类 号］ ５ ｘ ［ 标识 码］ 文献 Ａ ［ 编 号］０ ７１６ （０ Ｏ—０ ４０ 文章 １０ —８５２ ）３０３ —２ Ｉ １

反硝化除磷技术及其影响因素研究进展

反硝化除磷技术及其影响因素研究进展

３ｍｇ Ｌ ｇ Ｌ时 ）厌 氧放磷 ＨＲ ／ ～８ｒ ／ ｎ ， Ｔ控 制在 ２ｈ左 右 即可保 证 污泥放磷 的充分性 。 进水 Ｃ Ｄ浓度 对厌 氧反应器 的释磷量 和缺氧反应 器 的吸磷 Ｏ
Ｏ 厌 反硝化 ， 一方 面抑制磷的释放 以及 Ｐ Ｉ 的合 成 ， Ｈ３ 进而影 响缺 氧区 量作用是一样 的。随着 进水 Ｃ Ｄ浓度 的增 加 ， 氧 反应 器 的释 磷量 增加 ， 氧 反应 器 的吸磷 量 也增 加 。缺 氧 反应 器 中 的 Ｃ Ｄ 缺 Ｏ 磷的吸收 ； 另一方 面 ， 硝化 过程 消耗 了 Ｎ ３ 影 响缺 氧 区的磷 反 ０ 一，
维普资讯
第３ ３卷 第Байду номын сангаас２ ９期 ２００７年 １０月
山 西 建 筑
Ｓ ＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩ ＴＥＣ ＵＲＥ
Ｖｏ ． ３ Ｎｏ． ９ １３ ２
Ｏ ｔ ２０ ｃ． ０ ７
・１ ３ ７
・
水 ・ ・ 暖 电 ・ 气 ・
一
ＮＯ 一 ２ 作为反硝 化 反 应 的 中间产 物 ， 反 硝 化 聚磷 过 程 中 ， 在
得水 中生物 大量 死亡 ， 产生较 大危 害。但 是 ， 、 的去除 涉及 到 Ｎ 一 氮 磷 Ｏ２ 必将继续产生 并被 反硝 化 成为 Ｎ２ 由于 回流不 均匀 ， ， 大量 个很复 杂的硝 化 、 反硝 化、 生物 释磷 和吸磷 等过程 。每一个 的不 能被 反硝化的 Ｎ 一 微 会不断积 累 ， 使得 ＮＯ 一 ２ 的浓度增 高。 过程 ， 对环境 、 微生物种 类影 响因素的要求各不 一样 ， 因此存在 着 Ｍｅ ｈ ｌ在 经过大量实验之后得 出 ， Ｎｏ 一 ｉ ｏｄ ｎ 当 ２ 浓度较低 时（ 低 矛盾 的关 系 ， 反硝化 聚磷菌 与反 硝化 现 象的发 现 ， 为解 决 这些 矛 于 ４ｍｇ Ｌ ｎ ／ ）ＮＯ 一 ／ ～５ｒｇ Ｌ ， ２ 可作为 电子受体参与 反硝化 聚磷 ， 并 盾 开辟 了一条有效的途径 。 且聚磷速率 与 以 Ｎ ３ 作 为 电子 受体 时一 样快 ； Ｎ ２ 浓 度较 Ｏ一 当 Ｏ一 高时 （ 高于 ８ｒｇ Ｌ）反 而对 反硝化 聚磷产 生 抑制作 用 ； Ｎ ２ ／ ， ｎ 当 Ｏ一 Ｄ Ｂ的生物代 谢作 用 与 Ｐ Ｏ 相似 ， Ｐ Ｐ Ａ Ｄ Ｂ在 厌 氧段 ， Ｄ 可 过高 时（ Ｏ Ｃ 高于 １ ｇ Ｌ ， ０ｒ ／ ） 抑制作用加 剧 ， ｎ 反硝化 速率下 降 ， 致磷 导 被 降解 为醋酸 （ Ｈ ） 低分 子脂 肪酸 ， Ｄ Ｂ快 速 吸收后 大量 的释放 ， 响 Ｄ Ｂ的活性 ， 至杀死 Ｄ Ｂ， 等 被 Ｐ 影 Ｐ 甚 Ｐ 因此在短 时间内（ － ４ｈ 繁殖 ， 同时水解细胞 内的 Ｐ ｌ－， ｏｙｐ 以无机 磷酸盐 （ Ｏ ３ 的形式 释 ５ｈ 得不 到恢 复 Ｊ Ｐ ４一） ） 。 放出来 。利用上述过程产生 的能量 Ａ Ｐ和糖 原酵解 还原 性产 物 Ｔ 近来 ， 国外 学者也进 行 了亚硝 态氮作为缺 氧吸磷电子受体 的 Ｎ Ｄ ，Ｐ Ａ Ｈ２Ｄ Ｂ能合成大量 的 Ｐ ＨＢ贮存 在体 内。而在缺 氧段 ， Ｐ 研究 ， ＤＢ 由于所用 的聚磷污 泥不 同 ， 到的对 缺氧 吸磷 产生抑 制作 得 以 Ｎ ３ 作 为氧 化 Ｐ ０一 ＨＢ的电子 受体 ， 利用 降解 Ｐ Ｉ 产生 的能 量 用 的亚硝态氮浓度上 限值也 各不相 同。王 爱杰等人 ＿ ， Ｈ３ ４ 采用序批 Ｊ ＡＴ ， 部分 供给 Ｄ Ｂ细菌合成 （ Ｐ大 Ｐ 包括糖原 的合成 ） 和维持 生命 活 式反 应器 （ 已 ， Ｓ ） 以亚硝酸盐为 电子受体 进行 反硝化除磷试验 ， 探 动， 一部分则用于过量摄取 水 中的无机磷 酸盐 并 以 Ｐｌ ｐ的形 式 讨 了其可行性 ， 出通过 一个 月 时间 的驯化 ， 硝化 除磷菌 可 以 ｏｙ － 得 反 储存在细胞体 内， 同时 ～ 被还原 为 ， 这样 在厌氧 ／ 缺氧 的环 适应对 微生物有毒性 的 Ｎ 一一Ｎ， 一一Ｎ作 为电子 受体 同步 ０２ Ｎ 境中 ， 实现 Ｄ Ｂ反硝化 除磷效果 ， Ｐ 具体过程如图 １ 所示 。 脱氮 除磷 是可 以实 现的 。究竟 Ｎ 一 度为 多高 时 ， 浓 反硝 化 聚磷 才会 受到纯粹 的抑制作 用至今还无定论 ， 大部分学者 认为该 上 但 限值 主要依赖于聚磷污 泥的 自身特性 。

219527824_不同电子受体反硝化除磷效果研究进展

219527824_不同电子受体反硝化除磷效果研究进展

间的差异ꎬ 分析其可能产生的内在关联ꎬ 进而探究未
来我国反硝化除磷工艺的发展方向ꎬ 对我国深入贯彻
落实 “ 绿水青山就是金山银山” 的发展战略尤为必
要ꎮ 为此ꎬ 本文从反硝化除磷的作用机理出发ꎬ 通过
脱氮除磷系统中进行了广泛应用ꎮ 传统的生物除磷系
对现有研究成果的归纳分析ꎬ 总结反硝化除磷工艺的
统借助污泥中存在的硝化菌、 反硝化菌以及聚磷菌的
现有的 ＤＰＡＯｓ 菌属统计如表 １ 所示ꎮ
系统主要反硝化除磷菌属
参考
文献
Ｍｅｔｈｙｌｉｂｉｕｍ、 Ｔｈａｕｅｒａ、 Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ、
８４ ５
硝态
Ｒｈｏｄｏｆｅｒａｘ
氮
Ｄｅｃｈｌｏｒｏｍｏｎａｓ、 Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ
９１ １ ~ ９８ ９
８２ ９
９８ １７
５
６
７
８
尽管目前学术界对于 ＤＰＡＯｓ 对ＮＯ － Ｎ 及ＮＯ － Ｎ
－
２
体系中的电子受体不足ꎬ 使得 ＰＨＢ 氧化不完全ꎬ 对
－
除磷效果产生影响ꎬ 在此过程中ꎬ 若提高 ＮＯ ３ － Ｎ 的
－
质量浓度ꎬ 其除磷效果也会随之提升ꎻ 但当 ＮＯ ３ － Ｎ
浓度过高时ꎬ 厌氧过程的 ＤＰＡＯｓ 会优先使用碳源进
而抑制释磷和 ＰＨＢ 的合成ꎬ 进而对整体的脱氮除磷
效果造成一定的影响ꎮ
果ꎬ 并对目前多工艺耦合的脱氮除磷的新工艺进行介绍ꎬ 综合考虑其相关影响因素ꎬ 对反硝化除磷的未来发展进
行展望ꎮ
关键词: 反硝化除磷ꎻ 菌种研究ꎻ 电子受体及其影响
中图分类号: Ｓ１８１ 文献标识码: Ａ
ＤＯＩ: １０ １９７５４ / ｊ ｎｙｙｊｓ ２０２３０７１５０２０

反硝化除磷工艺研究进展

反硝化除磷工艺研究进展

ｗｅｒｅ ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ．
Ｋ ｅｙｗｏｒｄｓ：ｄｅｎｉｔｒｉｆｙｉｎｇ ｄｅｐｈ０ｓｐｈｏｒｉｚａｔｉｏｎ；ｄｅｎｉｔｒｉｆｙｉｎｇ ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ ｒｅｍｏｖａｌｉｎｇ ｂａｃｔｅｒｉａ；ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇ ｆａｃｔｏｒｓ；
ｎｅｗ－ｓｔｙｌｅ ｔｅｃｈｎｉｃｓ
废水 中的微生 物能 够 同化 磷 的量极 少 。大部 分 硝化菌和聚磷 菌之间 的矛盾 。从而可 以利用 兼性厌
Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｏｆ Ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｎ Ｄｅｎｉｔｒｉｆｙｉｎｇ Ｄｅｐｈ０ｓｐｈ０ｒｉｚａｔｉ０ｎ
Ｗｅｒｔｒｅｎ Ｙｉｎｆｅｎｆ，ＬＩ Ｘｉａｎｓ￣
（１．Ｙｕｙａｏ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ Ｂｕｒｅａｕ，Ｙｕｙａｏ ３１５４００，Ｃｈｉｎａ；２．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ．Ｓｕｚｈｏｕ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｓｕｚｈｏｕ ２１５０１１，Ｃｈｉｎａ）
。 污 水 治理
中国 资源 综 合利 用
Ｃｈｉｎａ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ Ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ
Ｖｏ１．２８．Ｎｏ．２ ２０１０年 ２月
反硝化 除磷工艺研究进展
闻人 银峰 ．李 祥
（１．浙 江 省余 姚 市 环 境保 护局 ，浙 江 余 姚 ３１５４００；２．苏 州 科 技 学 院 环境 科 学 与工 程 学 院 ，江 苏 苏 州 ２１５０１１）
－ ４０－
第 ２期
闻 人 银 峰 等 ：反 硝 化 除磷 工 艺 研 究 进 展
摘 要 ：阐述 了 目前 生物 除磷 机 理 的 研 究 进展 情 况 ，介 绍 了 目前 反 硝化 除磷 的原 理 、作 用 茵 群 。 并对 目前 在反 硝 化 基 础 之 上发 展 起 来的 几 种反 硝 化 除 磷 工 艺进 行 比较说 明 。 关键 词 ：反 硝 化 除 磷 ，反 硝 化 除磷 茵 ，影 响 因素 ；新 ＿Ｔ－艺 中图 分类 号 ：Ｘ７０３ 文 献 标识 码 ：Ａ 文 章编 号 ：１００８—９５００（２０１０）０２—００４０－０４

反硝化除磷机理及其应用研究进展


较低 ， 剩余污泥的产 生量较少。研究发现 ， 在厌 氧池后进行泥水分 离， 有利于解决反硝化细菌和聚磷菌竞争碳源 的问题 ， 把缺氧工艺 置 于 最后 一 道工 序 ， 可 以减 少硝 酸 盐 的 回流量 。 王亚 宜 试 验结 果 表 明 ， 采用 Ｄ ｅ ｐ ｈ ａ ｎ ｏ ｘ 工艺时 ， 即使 碳 氮 比很 低 仍 然 可 以维 持较 高 的脱 氮 除磷 效果 。 但 是 在实 际 运行 时需 要 保 持进 分别 以氧气 、 氧气 和硝酸盐 为电子受体 。Ａ ｈ ｎ 研究证实了除磷菌可 水 中一定 的氮磷 比例 ， 才 能 保证 在 缺氧 段 的超 量 聚磷 。 以 以硝 酸盐 作 为 电子 受体 ， 但 是 电子受 体 的改变 会 导 致 不 同类 型 的 ４结 论 与展 望 微生 物 菌群 的产 生 。 总体来说 ， 反硝化除磷工艺能耗低 ， 处理效率高 ， 在国外是研究 （ ３ ） 种 菌 属 学说 ： 该 理 论 认 为反 硝 化 除磷 菌 包 括 三种 菌 属 ， 分 热点 ， 而 在 国 内才 刚 刚兴 起 。 目前研 究 已经 揭示 了处 理工 程 中的 主 别以氧气 、 氧气和硝酸盐（ 或氧气和亚硝酸盐 ） 、 氧气和硝酸盐及亚 要影响因素 ， 但是如果确定 电子受体 、 工艺条件的优化 、 Ｄ Ｐ Ｂ的驯化 硝酸盐为电子受体。研究 发现 ， 以亚硝酸盐作为电子受体可以明显 及 富集 、 工程应用等方面尚待进一步研究 。 提高 微 生物 在 缺 氧段 的吸磷 量 。但 是 ， 当亚 硝 酸 盐 的浓 度超 过 一 定 参 考文 献 限度 时 ， 会 抑制 生 物 除磷 效率 。 『 １ １ 陈鹏 ， 张克峰． 反 硝 化 除磷 机 理 与 工 艺 研 究 进 展 ｌ Ｊ １ ． 水处理技术 ， 今后 应当对 Ｄ Ｐ Ｂ的 细 菌 种 类 和 菌 群 的 特 性 进 行 进 一 步 的 研 ２ ０ ０ ９ ． ３ ５ （ ９ ） ： １ — ５ ．

反硝化除磷工艺原理以及研究进展

反硝化除磷工艺原理以及研究进展反硝化除磷工艺一直以来都是污水处理领域研究的热点，随着环保意识的不断提高，工艺的研究、改进和应用也在不断推进。

在这篇文章中，我们将重点介绍反硝化除磷工艺的原理、发展历程以及目前的研究进展，并对其未来的应用前景进行展望。

1. 反硝化除磷工艺的原理反硝化除磷工艺是一种利用硝化-反硝化的生物反应过程去除污水中氮、磷元素的工艺。

其原理是，通过污水里的有机物质，使污水中的有机物质被氨氧化成以NH4+为主要形态的氮化物，然后将NH4+通过硝化由细菌氧化成NO3-。

而在后续的反硝化过程中，反硝化细菌利用NO3-作为电子受体，将NO3- 还原成N2气体，同时磷元素被沉淀在活性污泥中。

2. 反硝化除磷工艺的发展历程反硝化除磷工艺的研究可追溯至上世纪60年代，当时相关研究人员在对生活污水处理过程中，意外发现生物膜反应器在净化污水时可同时达到除磷和除氮的效果，同时出水中还具有较低的有机物含量。

然而，由于当时的反硝化除磷工艺并不完善，存在的问题较多，因此直到上世纪80年代，才逐渐发展出采用前置浸出法去除COD，此后通过反硝化除磷，再加上碳源补加进一步提高除磷效果的新工艺。

随着上述工艺不断完善，反硝化除磷工艺逐步成为了当今污水处理领域中广泛应用的一种成熟工艺方法。

3. 反硝化除磷工艺的研究进展自反硝化除磷工艺被提出以来，相关领域的研究工作已经取得了许多进展，其中包括：(1) 研究采用新型碳质填料增强反硝化除磷工艺的效果新型碳质填料具有高比表面积、孔径分布均匀、生物可附着性好等特点，对于提高反硝化除磷工艺的效果具有良好的应用前景。

研究中发现，采用新型碳质填料结合生物反应器培养啮齿动物阶段污泥，反应器内的Pb2+、Cu2+等重金属离子含量分别下降了50%、74%。

(2) 研究通过温度的调节来影响反硝化除磷的效率研究发现，适当降低反硝化除磷工艺中反硝化反应的温度可以提高反应效率。

此外，在反应器中采用沼气将一些固体废弃物转化为高含量的磷酸盐，可增强反硝化除磷的效果，而不改变反应器的能源消耗情况。

反硝化除磷工艺研究.

第26卷第2期2007年3月 食品与生物技术学报Journal of Food Science and Biotechnology Vol.26　No.1Mar.　2007　文章编号:167321689(2007)022******* 收稿日期:2006204215.作者简介:邹华(19722),男,江苏无锡人,工学博士,主要从事废水生物技术处理方面的研究.Email :zouhua @反硝化除磷工艺研究邹华,　阮文权,　陈坚(江南大学工业生物技术教育部重点实验室,江苏无锡214122)摘　要:研究了反硝化除磷工艺的运行效果。

结果表明,此反硝化除磷工艺可以较好地进行除磷脱氮,但是磷的去除对进水氮的浓度有一定的要求。

在进水COD 400mg/L ,总磷15mg/L ,氨氮84mg/L 的条件下COD 的降低率可达96%以上,氮的去除率稳定在86%～88%,磷的去除率为92%～95%。

进水氨氮质量浓度为60mg/L 时,磷的去除率为78%,在进水氨氮质量浓度降为44mg/L 时磷的去除率降为68%。

反硝化除磷比以氧为电子受体的生物除磷可减少耗氧5515%,剩余污泥的产生量可减少53%,温室气体CO 2的产生量可减少体积分数2114%。

关键词:废水处理;强化生物除磷(EB PR );反硝化除磷;除磷脱氮中图分类号:X 703文献标识码:AStudy of Denitrifying Dephosphatation ProcessZOU Hua ,　RUAN Wen 2quan ,　C H EN Jian(Key Laboratory of Industrial Biotechnology ,Ministry of Education ,Southen Yangtze University ,Wuxi 214122,China )Abstract :A denit rifying dep ho sp hatation p rocess was operated in t his st udy.The result s showed t hat t he denit rifying dep hosp hatation process could remove p ho sp horus and nit rogen successf ully at an adequate concent ration of nit rogen in inflow.Above 96%COD was removed when t he inflow COD ,total p hosp horus (TP )and ammonia nit rogen (N H 32N )were 400mg/L ,15mg/L and 84mg/L respectively ,86%～88%nit rogen and 92%～95%p hosp horus was removed simultaneously.But when t he inflow N H 32N was 60mg/L ,78%p hosp horus was removed ,once t he inflow N H 32N dropped to 44mg/L ,only 68%p hosp horus was removed in t he system.In t he system used nit rate as elect ron acceptor ,t he oxygen consumption was 55.5%less t han t he system t hat oxygen was used as elect ron acceptor.The sludge and CO 2production was 53%and 21.4%less ,respectively.K ey w ords :wastewater t reat ment ;Enhanced Biological Phosp horus Removal (EB PR );denitrifying dep ho sp hatation ;p hosp horus and nit rogen removal 研究废水除磷技术,控制磷的排放,保护水体不受富营养化的影响是一个亟待解决的问题。

SBR系统反硝化除磷研究进展


胞内聚磷水解释磷以及糖原浓度降低；其缺氧吸磷
机理 与好 氧 聚磷 菌 类 似 ：通 过 降解 胞 内 Ｐ Ａ 吸 收 Ｈ 胞外 正磷 同时恢 复聚磷 和糖 原浓度 ，唯一 不 同之处
作者简介 ： 吕娟（９３ ， 河南潢川人， １８ 一）女， 同济大学环境科学与工
ｐ ｉｅ Ｋ ｄ ａ ｒ ｅ ｅ ｐ ｎ ｆ ｏ ｖ ｎ ｏ ａ ｉ ｏ ｉ ｌｄ ｎ ｔｆ ａｉｎ ａ ｄ ｐ ｏ ｐ ｏ ｕ ｅ ｏ ａ ． ｍｖｄ ｓ ｒ ｗ ｉｅ ｓｆ ｖ ｌ ｍｅ ｔ ｎ ｅ ｔ ｎ ｌｂｏ ｇｃ ｅ ｉ ｉｅ ｔ ｎ ｈ ｓ ｈ ｒ ｓｒ ｍ ｖ １ ｏ ｄ ｏ ｏｃ ｉ ｌ ａ ｒ ｉ ｏ
中图分类号 ：７ ３ Ｘ ０
Ｒｅ ｉｗ ｎ ｎ ｔ￣ ｔ ｐｈ ｓ ａ ａ ｉ ｎ ｂ ＢＲ ｖ ｅ ｏ ｎｅ ｉｒ ｙ ｎｇ Ｄｅ ｏ ｐｈ ｔ ｔｏ ｙ Ｓ
Ｌ Ｊａ Ｖ ｕ ｎ， Ｃ Ｅ Ｙｉ—ｕｎ ， Ｇ ｕ — ｅ Ｈ Ｎ ｎｇ ａ ｇ Ｕ Ｇ ｏｗ ｉ
（ ｔｅ研 Ｌｂｏ ｏｕｏ ｏｔ ｌ ｅ ｕ ｅＲｕｅ ｏ ｊ Ｕ ｉｒｔ， Ｓｔ ａ ａ ｆＰ ｌｔｎＣｎ ｏ ＆Ｒｓ ｒ ｅｓ，ｒ， ｉ ｎ ｅ ｉ ｌｉ ｒ ｏｃ ￣ ｖ ｓｙ
了曝气 的能量 消耗 ，同时减少 了污泥 产量。
磷 去 除 的 过 程 被 称 为 Ｂ Ｒ （ ｉｏｉｌｎｔｅｔ Ｎ ｂ ｌ ｃ ｕｒｎ ｏｇａ ｉ ｒｍｖ１。Ｂ Ｒ除磷主要 依靠 生物 强化 除磷 （ Ｂ Ｒ ｅｏａ ） Ｎ ＥＰ）
活性 污泥 法 中的 ＳＲ工 艺 按 照时 间顺 序 进 行 Ｂ 脱氮 除磷 ，具 有运 行管理 灵活 、耐 冲击负荷 、基建 投资省 等优 势 而被 广 泛 应 用 。但 是 传 统 Ｓ Ｒ工 艺 Ｂ 已难 以满 足 日益严 格 的 Ｎ、Ｐ排 放标 准 ，因 而需 要
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3 A2 NSBR 工艺
A2 NSBR 工艺是一种新型的双泥反硝化除磷工 艺 ,由 A2ΠO - SBR 反应器和 N - SBR 反应器组成 。 A2ΠO - SBR 的主要功能是去除 COD 和反硝化除磷 脱氮 ; N - SBR 反应器主要起硝化作用 。这两个反 应器的活性污泥是完全分开的 ,只将各自沉淀后的 上清液相互交换 。整个工艺流程如图 3 所示 。
中图分类号 : X703. 1 文献标识码 : B 文章编号 : 1000 - 4602 (2003) 09 - 0032 - 03
到目前为止 ,国际普遍认可和接受的生物除磷 理论是“聚 合 磷 酸 盐 累 积 微 生 物”—PAO ( Poly phosphate Accumulating Organisms) 的摄Π放磷原理 。 近年来的许多研究发现除 PAO 细菌可在好氧环境 中摄磷外 , 另外一种“兼性厌氧反硝化细菌”——— DPB (Denit rifying Phosphorus Removing Bacteria) 也 能在缺氧 (无 O2 ,存在 NO3- ) 环境下摄磷[1、2 ] 。
这些也正是 BCFS 工艺的优点所在 。然而 ,在 以下两种情况下磷的去除效果不佳 : ①为满足硝化 而使污泥龄过长 ; ②进水中 CODΠP 的比值过低 。 工程上的解决方案是将厌氧池末端的富磷上清液抽 出 ,以离线方式在一个沉淀单元内投加化学药剂 (如 图 1 中虚线所示) 。
与 UCT 工艺相比 ,BCFS 工艺增加了两个内循 环 Q1 和 Q3 (见图 1) 。U CT 原有的内循环 Q2 是为 了分别维持一个较严格的厌氧区和缺氧区以防硝酸 盐氮与氧的进入 。因为回流污泥被直接引入了接触 池 ,从好氧池设置内循环 Q3 到缺氧池就十分必要 , 起辅助回流污泥向缺氧池补充硝酸盐氮的作用 。内 循环 Q1 的设置能在好氧池和混合池间建立循环 , 以增加硝化或同时反硝化的机会 ,为获得良好的出 水氮浓度创造条件 。内循环的流量可通过在线监测 的氧化还原电位仪来控制 。
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2003 Vol. 19 中国给水排水 No. 9
1 BCFS 工艺
BCFS 工艺实际上是 UCT 工艺的一种变型 。 虽然 UCT 的设计原理仅仅是基于对 PAOs 所需环 境条件的工程强化 ,但实践中发现该工艺中存在着 不少的 DPB 细菌[3、4] 。为了最大程度地从工艺角度 创造 DPB 的富集条件 ,荷兰的 Delft 工业大学研发 出一种改进工艺 ———BCFS[5、6] ,工艺流程见图 1 。
目前 ,满足 DPB 所需环境和基质的工艺有单 、 双两级 。在单级工艺中 ,DPB 细菌 、硝化细菌及非 聚磷异养菌同时存在于悬浮增长的混合液中 ,顺序 经历厌氧Π缺氧Π好氧三种环境 。最具代表性的是 BCFS 工艺 。在双级工艺中 ,硝化细菌独立于 DPB 而单 独 存 在 于 某 一 反 应 器 中 。双 级 工 艺 主 要 有 Dep hanox 和 A2 NSBR 等 。
利用是非常有效的 ,它解决了反硝化菌和聚磷有机 物对有机基质的竞争问题 ,同时也解决了活性污泥 中典型的世代时间短的有机营养菌大大超过世代时 间长的硝化细菌的问题 。其最大的优点是使附在生 物膜上的敏感的好氧性硝化细菌不暴露在缺氧条件 下 ,而传统的活性污泥系统则做不到这一点[1、7、8 ] 。
然而实际应用中此类工艺面临一些问题 。大量 研究表明 ,缺氧条件下磷的去除效率低于好氧条件 下的效率 ,而且磷的去除效果很大程度上取决于缺 氧段硝酸盐的浓度 。当缺氧段硝酸盐量不充足时磷 的过量摄取受到限制 ,而硝酸盐量富余时硝酸盐又 会随回流污泥进入厌氧段 ,干扰磷的释放和聚磷菌 PHB 的合成 。实际应用时进水中氮和磷的比例是 很难恰好满足缺氧摄磷的要求 ,这就给系统的控制 带来了困难[9 ] 。
[ 4 ] stgaard K ,Christensson M ,L IE E , et al . Anoxic biolog2 ical phosphorus removal in a full - scale UCT process[J ] . Water Research ,1997 ,31 (11) :2719 - 2726.
目前 ,反硝化除磷技术已从基础性研究发展到 了工程应用阶段 。实践表明它对城市污水 ,特别是 CΠN 比值较小的污水有很好的处理效果 。随着以其 他碳源作为电子供体进行除磷研究的开展 ,以及使 用 16S 和 23S rRNA 寡核苷酸探针对 DPB 细菌进 行鉴别和分析 ,人们对反硝化除磷机理将会有更加 清楚的认识 。
图 1 B CFS 工艺流程
BCFS 工艺较 UCT 工艺增加了两个反应池 。 第一个介于 UCT 工艺的厌氧和缺氧池之间 (即接 触池) ,回流污泥和来自厌氧池的混合液在池中充分 混合以吸附剩余 COD 。另外 ,因接触池是缺氧的 , 所以来自回流污泥中的硝酸盐氮能被迅速反硝化脱 除 ,在这种情况下丝状菌生长非常缓慢 ,能有效地防 止污泥膨胀 。增加的第二个反应池是混合池 ,介于 UCT 工艺的缺氧池与好氧池之间 ,目的是形成低氧 环境以获得同时硝化和反硝化 ,从而保证出水含有 较低的总氮浓度 。混合池的增设除保证硝化和反硝 化分别在好氧池和混合池中以各自最大反应速率进 行外 ,它还能保证污泥充分再生 (好氧池) 时不影响 硝酸盐氮的有效去除 (混合池) 。因为污泥的再生程 度能通过调节好氧池的曝气强度控制 ,保证低负荷 时污泥 (磷细菌) 中 PHB 与糖原的最低含量 ,这意味 着可保持较好的磷酸盐去除率 。独立设置混合池和 好氧池的益处有 :
由于系统对于 O2 、NO3- 等的控制要求较高 ,今 后尚需研究开发各种在线检测技术以提高处理工艺 的可控性 。
参考文献 :
[ 1 ] Bortone G ,Saltarelli R ,Alonso V , et al . Biological anoxic phosphorus removal - t he Dephanox process [ J ] . Water Science and Technology ,1996 ,34 (1 - 2) :119 - 128.
中国给水排水 2003 Vol. 19 CHINA WA TER & WASTEWA TER No. 9
反硝化除磷工艺的研究开发进展
卢 峰 , 杨殿海
(同济大学 环境科学与工程学院 , 上海 200092)
摘 要 : 介绍了国内外生物除磷工艺的研究进展 ,重点对应用反硝化除磷机理而开发的几种 新工艺进行了评述 ,并指出了它们的特点和应用前景 。 关键词 : 生物除磷 ; 缺氧摄磷 ; 反硝化除磷 ; 反硝化聚磷菌 (DPB)
图 2 Dep ha nox 工艺流程
回流污泥完成在厌氧池中的放磷和 PHA 的储 备后在一中间沉淀池中进行泥水分离 。分离后的上 清液直接进入随后的固定膜反应池中进行硝化 ;被 沉淀的污泥跨越固定膜反应池进入一缺氧的悬浮生 长反应池内同时完成硝化和摄磷 ,然后再进入曝气 池再生污泥 (氧化细胞内残余的 PHA) ,使其在下一 循环中发挥最大的放磷和 PHA 储备能力 。
4 结语
反硝化除磷的发现是生物除磷的最新研究成 果 。实现反硝化除磷能分别节省 50 %和 30 %的 COD 与 O2 消耗量 ,相应减少 50 %的剩余污泥量 。 这种生物除磷新途径将反硝化脱氮和生物除磷有机 地合二为一 ,是反硝化除磷可节省能源和资源的原 因所在 。也正是这个原因 ,上述一系列工艺被誉为 适合可持续发展的绿色工艺 。
此工艺具有能耗低 、污泥产量低且 COD 消耗 量低的特点 。反硝化除磷污泥在厌氧区吸收有机物 合成 PHB 后 ,经泥水分离不经过好氧阶段直接进入 缺氧区 ,聚磷菌体内的 PHB 未被消耗 ,全部用于反 硝化摄磷 ,保证了反硝化所需的碳源 。供氧仅用于 硝化和反硝化除磷后剩余有机物的氧化 ,从而减少
[ 2 ] Kern - Jespersen J P ,Henze M. Biological phosphorus up2 take under anoxic and oxic condition[J ] . Water Research , 1993 ,27 (4) :617 - 624.
[ 3 ] Kuba T ,van Loosdrecht M C M ,Brandse F A , et al . Oc2 currence of denitrifying phosphorus removing bacteria in modified UCT - type wastewater treatment plants [J ] . Water Research ,1997 ,31 (4) :777 - 786.
[5 ] 操家顺 ,杨雪冬 , Mark van Loosdrecht,18 (3) :23 - 26.
[ 6 ] 郝晓地 ,汪慧贞 ,Mark van Loosdrecht . 可持续除磷脱氮 工艺[J ] . 给水排水 ,2002 ,28 (9) :7 - 9.
2003 Vol. 19 中国给水排水 No. 9
另外其耗氧量和污泥产 量 可 分 别 减 少 约 30 %和 50 % ,还可节省能耗和污泥处理费用 。污泥的 S V I 为 80～90 mLΠg ,沉降性能良好 ,不易发生污泥膨 胀[10 ] 。另外 ,A2 N SBR 工艺和 Dep hanox 工艺一样 , 可分别控制硝化菌和异养菌 (聚磷菌和反硝化菌) 的 泥龄 ,解决了异养菌和硝化菌的泥龄之争 ,有利于反 硝化脱氮除磷与硝化的各自优化 。其脱氮效率不高 的原因是有部分的 N H4+ 未经硝化直接和 DPB 污泥 一起进入了缺氧段 ,无法完成反硝化过程 ,从而使出 水中含有部分的 N H4+ 。和单级工艺相比 ,双级工艺 采用后置反硝化而不是前置反硝化 ,可以避免从好 氧池向缺氧池大量回流污泥 ,从理论上来说可以达 到 100 %的除磷效率 。